馬輝，戴路，田立文，阿布都艾尼·阿布都維力，李星星，阿孜古麗·阿布力孜

（1.新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆阿克蘇843000；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊830091）

新疆阿克蘇地區(qū)的常年植棉面積保持在46.67萬(wàn)hm2以上，植棉在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收上發(fā)揮了舉足輕重的作用。 近年來(lái)，阿克蘇地區(qū)機(jī)采棉規(guī)模呈逐年擴(kuò)大的態(tài)勢(shì)，棉花采摘方式實(shí)現(xiàn)了由手工采收向機(jī)械采收的重大轉(zhuǎn)變。脫葉催熟是機(jī)采棉生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，有助于葉片脫落、吐絮集中，直接關(guān)乎機(jī)采原棉的質(zhì)量、產(chǎn)量。目前，阿克蘇地區(qū)采用的機(jī)車(chē)噴施脫葉催熟劑中存在作業(yè)效率較低、農(nóng)藥浪費(fèi)嚴(yán)重、機(jī)車(chē)在行走過(guò)程中對(duì)棉鈴易造成機(jī)械損傷以及地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)碾壓棉株和棉鈴導(dǎo)致產(chǎn)量損失等突出問(wèn)題。 探索無(wú)人機(jī)施藥脫葉催熟技術(shù)，對(duì)提高施藥效率、助力節(jié)水節(jié)藥、提升作業(yè)質(zhì)量、避免機(jī)械損傷、促進(jìn)節(jié)本增效具有重要意義。

無(wú)人機(jī)飛防技術(shù)是利用輕小型無(wú)人機(jī)為載體，在飛行器上搭載農(nóng)藥噴霧設(shè)備，通過(guò)引入全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS），以“云服務(wù)、大數(shù)據(jù)”為技術(shù)背景，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化施藥作業(yè)[1]，具有防治成本低、施藥效率高、防治效果好、用水用藥省、農(nóng)藥殘留低的優(yōu)勢(shì)。 目前，無(wú)人機(jī)施藥在棉花上的應(yīng)用研究主要集中在無(wú)人機(jī)施藥參數(shù)對(duì)棉花害蟲(chóng)防治效果的影響[2-4]及噴施縮節(jié)胺對(duì)棉花生長(zhǎng)調(diào)控效果[5]和噴施脫葉劑的脫葉效果[6-8]等方面。然而，對(duì)無(wú)人機(jī)噴施脫葉催熟劑后的棉花農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)性狀的綜合評(píng)價(jià)未見(jiàn)述及。 本研究分析無(wú)人機(jī)噴施不同脫葉催熟劑對(duì)棉花的脫葉催熟效果和對(duì)棉花主要產(chǎn)量構(gòu)成因素及纖維品質(zhì)的影響，并采用逼近理想解排序法（Technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS 法）對(duì)11 個(gè)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)， 明確適合無(wú)人機(jī)作業(yè)的脫葉催熟劑配方和施藥方式，為無(wú)人機(jī)施藥在棉花脫葉催熟中的大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，助力棉花機(jī)械化采收。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)概況： 試驗(yàn)于2019 年在阿克蘇地區(qū)溫宿縣古勒阿瓦提鄉(xiāng)實(shí)施。 試驗(yàn)地前茬作物為棉花，且已連續(xù)多年植棉。 采用機(jī)采棉種植模式，1 膜6 行，寬窄行種植， 株距為10.5 cm， 行距為（10＋66＋10＋66＋10） cm＋66 cm， 理論密度為每667 m216 709 株，采用膜下滴灌栽培。

供試品種：新陸中68 號(hào)。

供試藥劑： 脫吐隆， 有效成分為36%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）噻苯隆＋18%敵草隆，由德國(guó)拜耳作物科學(xué)公司生產(chǎn)；40%乙烯利， 由上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司彭浦化工廠生產(chǎn)；瑞脫龍，有效成分為75%噻苯隆＋6%敵草隆， 由江蘇瑞邦農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)。

供試藥械及作業(yè)操作：?jiǎn)涡黼妱?dòng)植保無(wú)人機(jī)（TY-787）， 由深圳天鷹兄弟無(wú)人機(jī)創(chuàng)新有限公司生產(chǎn)，由新疆啄木鳥(niǎo)無(wú)人機(jī)技術(shù)服務(wù)有限公司負(fù)責(zé)操作，飛行速度3～7 m·s－1，飛行高度1 m，噴幅5.5～7.0 m，每667 m2噴灑藥液1.2 L。2019 年9 月19 日、9 月27 日作業(yè)時(shí)天氣晴朗，風(fēng)向風(fēng)力分別為東南風(fēng)1 級(jí)、東北風(fēng)1 級(jí)。

1.2 試驗(yàn)方法

采取完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，共5 個(gè)處理（表1），每個(gè)處理6 670 m2。 9 月19 日、9 月27 日，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的配方將脫吐隆、瑞脫龍、乙烯利經(jīng)二次稀釋后注入無(wú)人機(jī)藥箱，兌水后按每667 m21.2 L 均勻噴施于棉花葉片表面，其余田間管理同大田。

表1 無(wú)人機(jī)脫葉催熟試驗(yàn)處理

1.3 調(diào)查方法

每個(gè)小區(qū)選取有代表性的3 個(gè)點(diǎn)， 每個(gè)點(diǎn)邊行、中間行各選取連續(xù)10 株棉株，定點(diǎn)、定株調(diào)查施藥前1 d、施藥后20 d 棉株總?cè)~片數(shù)、吐絮鈴數(shù)和青鈴數(shù)，計(jì)算脫葉率和吐絮率。 9 月上旬，在各取樣點(diǎn)數(shù)取6.67 m2鈴數(shù)， 折算667 m2總鈴數(shù)；10 月中下旬，在各取樣點(diǎn)邊行、中間行連續(xù)收獲整株（上部、中部、下部）吐絮鈴共100 個(gè)用于考種，測(cè)定鈴重、衣分，折算667 m2籽棉產(chǎn)量、667 m2皮棉產(chǎn)量。將棉樣充分混勻，統(tǒng)一送到阿克蘇地區(qū)棉花纖維檢驗(yàn)所對(duì)上半部平均長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、馬克隆值和短纖維指數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

1.4 計(jì)算方法

計(jì)算脫葉率（rD）和吐絮率（RB），公式如下：rD＝（N0－N1）/N0×100%，式中N0、N1分別為噴藥前1 d和施藥后20 d 時(shí)的葉片數(shù)；RB＝NB/NT×100%，式中NB為吐絮鈴數(shù)，NT為棉鈴總數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

用MS Excel 和DPS7.05 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用最小顯著差數(shù)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05），脫葉率、吐絮率、衣分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行平方根反正弦變換后再分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析法

2.1.1 棉花脫葉率的比較。對(duì)脫葉率平方根反正弦變換值的統(tǒng)計(jì)分析可知，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次4 個(gè)處理的脫葉率差異不顯著，但均顯著高于清水對(duì)照（表2）。

表2 各處理棉花脫葉率、脫葉率平方根反正弦變換值及其多重比較結(jié)果

2.1.2 棉花吐絮率的比較。對(duì)吐絮率平方根反正弦變換值的統(tǒng)計(jì)分析表明，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次4 個(gè)處理的吐絮率差異不顯著，但均顯著高于清水對(duì)照（表3）。

表3 各處理棉花吐絮率、吐絮率平方根反正弦變換值及其多重比較結(jié)果

2.1.3 棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素的比較。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次、瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次和清水對(duì)照5 個(gè)處理間，鈴重、衣分、667 m2籽棉產(chǎn)量、667 m2皮棉產(chǎn)量差異不顯著（表4），表明無(wú)人機(jī)噴施脫葉催熟劑對(duì)棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素沒(méi)有顯著影響。

2.1.4 棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)的比較。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次、瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次、清水對(duì)照5 個(gè)處理間棉纖維上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值差異不顯著；脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和清水對(duì)照的短纖維指數(shù)差異不顯著，但均顯著低于其余處理（表5）。

表4 各處理棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素?cái)?shù)據(jù)及其多重比較結(jié)果

表5 各處理棉花纖維品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果及其多重比較結(jié)果

2.2 基于變異系數(shù)權(quán)重的TOPSIS 法綜合評(píng)價(jià)

表6 無(wú)人機(jī)脫葉催熟處理各性狀變異系數(shù)、變異系數(shù)權(quán)重

表7 與正理想解、負(fù)理想解的距離計(jì)算結(jié)果

表8 各處理相對(duì)貼近度

3 討論與結(jié)論

采用無(wú)人機(jī)低容量或超低容量噴霧，由于霧滴粒徑小，霧滴穿透性及均勻性?xún)?yōu)于人工噴霧，施藥效果較好，作業(yè)效率高，所以在棉花脫葉催熟劑噴施方面有很大的應(yīng)用空間[7]。 探索無(wú)人機(jī)噴施脫葉催熟劑對(duì)棉花的脫葉催熟效果和對(duì)棉花主要產(chǎn)量構(gòu)成因素及纖維品質(zhì)的影響，對(duì)應(yīng)用無(wú)人機(jī)噴施棉花脫葉催熟劑具有重要的指導(dǎo)意義。本研究結(jié)果表明， 無(wú)人機(jī)噴施棉花脫葉催熟劑處理的脫葉率、吐絮率明顯高于清水對(duì)照，與王喆等[9]研究結(jié)果一致；對(duì)棉花鈴重、衣分及上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值無(wú)顯著影響，與蒙艷華等[6]研究結(jié)果完全一致。此外，本研究中脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次、脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和清水對(duì)照3 個(gè)處理短纖維指數(shù)顯著低于瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次脫葉催熟處理， 且各處理間667 m2籽棉產(chǎn)量、667 m2皮棉產(chǎn)量差異不顯著。

為達(dá)到高產(chǎn)，阿克蘇棉區(qū)采用“矮密早”的種植模式，棉花種植密度大，一般每667 m2保苗1.0萬(wàn)～1.2 萬(wàn)株，高產(chǎn)棉田為1.4 萬(wàn)～1.5 萬(wàn)株。 密植條件下， 脫葉劑難以穿透棉株冠層到達(dá)中下部葉片，在棉株中下部沉著少甚至未沉著，影響脫葉效果。 脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次和瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次脫葉條件下，第1 次脫葉后部分棉葉脫落，第2 次施藥時(shí)藥液霧滴的穿透性及沉積均勻性增強(qiáng)，使棉株中下部著藥量增加，從而利于脫葉。本研究結(jié)果表明，脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次和瑞脫龍與乙烯利混劑噴施2 次處理的脫葉率高于脫吐隆與乙烯利單劑各噴施1 次和瑞脫龍與乙烯利單劑各噴施1 次，但未達(dá)到差異顯著水平，試驗(yàn)結(jié)果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

TOPSIS 法綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明， 脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次處理的相對(duì)貼進(jìn)度Ci值（馬輝，等）基于TOPSIS 法評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)噴施脫葉催熟劑的效果大于其余4 個(gè)處理， 表明其11 個(gè)性狀的綜合表現(xiàn)明顯優(yōu)于其余4 個(gè)處理。建議應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行脫葉時(shí)盡量采用脫吐隆與乙烯利混劑噴施2 次?；谧儺愊禂?shù)權(quán)重的TOPSIS 法評(píng)價(jià)無(wú)人機(jī)噴施脫葉催熟劑的效果，能綜合考慮脫葉吐絮指標(biāo)、主要經(jīng)濟(jì)性狀及品質(zhì)性狀，其結(jié)果更客觀、公正。本研究為科學(xué)評(píng)估無(wú)人機(jī)噴施脫葉催熟劑的效果探索了新的評(píng)價(jià)方法。